[发明专利]石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器及制备方法

说明书

一种石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器，包括：一衬底；一绝缘层，其制作在衬底上，起到绝缘的作用；一第一石墨烯层，其制作在绝缘层上的中间部位，该第一石墨烯层为条状；一六方氮化硼层，其制作在第一石墨烯层上的一侧，并覆盖部分绝缘层；一第二石墨烯层，其制作在六方氮化硼层上，并覆盖部分绝缘层；一第一电极，其制作在绝缘层上，并与第一石墨烯层的一端接触；一第二电极，其制作在绝缘层上，并与第二石墨烯层的一端接触。本发明可保证器件具有高的响应速度及响应度，同时采用纵向器件结构，提高器件的集成度。

技术领域

本发明属于二维材料应用技术领域，涉及一种石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器及制备方法。

背景技术

随着石墨烯的发现，二维材料受到人们越来越多的关注，成为当前材料领域最受关注的热点之一。与体材料相比，二维材料具有极高的比表面积和优异的电学、光学特性，在高速电子器件、发光二极管、光探测器、太阳能电池等领域有广阔的应用前景。六方氮化硼，石墨烯的同构体，具有高的带边吸收系数、宽的能带间隙(5.9eV)、高的热导率等优点，被认为是一种优异的深紫外光探测材料。最近，Sajjad等人报道了基于六方氮化硼纳米片的光电导型深紫外探测器，表现出了优异的光谱选择特性。然而，与某些高性能深紫外光探测器相比，该六方氮化硼紫外光探测器的响应速度较慢，响应度较低，还难以满足实际应用的需要。六方氮化硼深紫外光探测器在性能上的不足可以归因于六方氮化硼弱的载流子分离与输运能力。研究表明，构建异质结构可以实现二维材料内光生载流子的快速分离。石墨烯作为一种拥有高的载流子迁移率的材料，被认为是一种优异的载流子输运材料。此外，石墨烯与六方氮化硼为同构体，晶格失配度仅为1.8％，有利于石墨烯/六方氮化硼/石墨烯三明治结构的构建，弥补六方氮化硼性能的不足，提升氮化硼紫外光探测器的性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器及制备方法，其可保证器件具有高的响应速度及响应度，同时采用纵向器件结构，提高器件的集成度。

为达到以上目的，本发明提供一种石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器，包括：

一衬底；

一绝缘层，其制作在衬底上，起到绝缘的作用；

一第一石墨烯层，其制作在绝缘层上的中间部位，该第一石墨烯层为条状；

一六方氮化硼层，其制作在第一石墨烯层上的一侧，并覆盖部分绝缘层；

一第二石墨烯层，其制作在六方氮化硼层上，并覆盖部分绝缘层；

一第一电极，其制作在绝缘层上，并与第一石墨烯层的一端接触；

一第二电极，其制作在在绝缘层上，并与第二石墨烯层的一端接触。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器，其中所述衬底的材料为重掺杂的单晶硅。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探测器，其中所述绝缘层的材料为二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探测器，其中所述第一、第二石墨烯层为单层或少数多层，所述六方氮化硼层的厚度为1-20纳米。

5.根据权利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探测器，其中所述第一电极和第二电极的材料为Ti、Cr、Au或Ag，厚度为100-200纳米。

本发明还提供一种石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：采用化学气相沉积法在过渡金属上制备单层和少数多层的石墨烯；

步骤2：采用离子束辅助溅射法在另一过渡金属上制备多层六方氮化硼薄膜；